中藥提取設(shè)備

一、超聲波作用機(jī)理

        超聲波是指頻率為20KHz-50MHz左右的機(jī)械波，需要能量載體一介質(zhì)來進(jìn)行傳播。超聲波在傳遞過程中存在著正負(fù)壓交變周期，在正相位時(shí)，對(duì)介質(zhì)分子產(chǎn)生擠壓，增加介質(zhì)原來的密度；負(fù)相位時(shí)，介質(zhì)分子稀疏、離散，介質(zhì)密度減小。也就是說，超聲波并不能使樣品內(nèi)的分子產(chǎn)生極化，而是在溶劑和樣品之間產(chǎn)生聲波空化作用，導(dǎo)致溶液內(nèi)氣泡的形成、增長(zhǎng)和爆破壓縮，從而使固體樣品分散，增大樣品與提取溶劑之間的接觸面積，提高目標(biāo)物從固相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率。

        1.1 超聲波效應(yīng)

         超聲波提取中藥材的*性，是基于超聲波的特殊物理性質(zhì)，主要通過壓電換能器產(chǎn)生快速機(jī)械振動(dòng)波來減少目標(biāo)萃取物與樣品之間的作用力，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。

              1）加速介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。高于20KHz頻率的超聲波連續(xù)介質(zhì)（例如水）中傳播時(shí)，根據(jù)惠更斯波動(dòng)原理，在其傳播的波陣上將引起介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)（包括藥材中藥效成分的質(zhì)點(diǎn)）的運(yùn)動(dòng)，使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)獲得巨大的加速和動(dòng)能。質(zhì)點(diǎn)的加速度經(jīng)計(jì)算一般可達(dá)重力加速度的二千倍以上。由于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)將超聲波能量作用于藥材中藥效成分質(zhì)點(diǎn)上而獲得巨大的加速度和動(dòng)能，藥材基體才能迅速逸出，游離于水中。

              2）空化作用。超聲波在液體介質(zhì)中傳播產(chǎn)生特殊的“空化效應(yīng)”，“空化效應(yīng)”不斷產(chǎn)生內(nèi)部壓力達(dá)到上千個(gè)大氣壓的微氣穴并不斷“爆破”產(chǎn)生微觀上的強(qiáng)大沖擊波作用在中藥材上，使其中不屬于藥物有效成分的物質(zhì)被分離出來，從而加速藥物有效成分的浸出提取。

              3）熱效應(yīng)。和其它物理波一樣，超聲波在介質(zhì)中的傳播過程也是一個(gè)能量的傳播和擴(kuò)散過程，即超聲波在介質(zhì)的傳播過程中，其聲能不斷被介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)吸收，介質(zhì)將所吸收的能量全部或大部分轉(zhuǎn)變成熱能，從而導(dǎo)致介質(zhì)本身和藥材組織溫度的升高，增大了藥物有效成分的溶解速度。由于這種吸收聲能引起的藥物組織內(nèi)部溫度的升高是瞬間的，因此可以使提取的成分的生物活性保持不變。此外，超聲波還可以產(chǎn)生許多次級(jí)效應(yīng)，如乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等，這些作用也促進(jìn)了植物體中有效成分的溶解，促使藥物有效成分進(jìn)入介質(zhì)，并與介質(zhì)充分混合，加快子提取過程的進(jìn)行，并提高了藥物有效成分的提取率。

        1.2 超聲波提取的特點(diǎn)

                1）超聲波提取時(shí)不需加熱，避免了中藥常規(guī)煎煮法、回流法長(zhǎng)時(shí)間加熱對(duì)有效成分的不良影響，適用于對(duì)熱敏物質(zhì)的提?。煌瑫r(shí)，由于其不需加熱，因而也節(jié)省了能源。

                2）超聲波提取提高了藥物有效成分的提取率，節(jié)省了原料藥材，有利于中藥資源的充分利用，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

                3）超聲波提取是一個(gè)物理過程，在整個(gè)浸提過程中無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，不影響大多數(shù)藥物有效成分的生理活性。

                4）提取物有效成分含量高，有利于進(jìn)一步精制。

        1.3 中藥萃取出膏率與時(shí)間控制

  超聲波在中藥萃取中的原理是把大塊的粒子震碎成小粒子，有利于溶解，但不會(huì)提高物質(zhì)本身的溶解度?；旧献畛醯囊欢螘r(shí)間超聲波可起到加強(qiáng)中藥成分的顯著溶解，再多的時(shí)間意義不大，也不會(huì)再有明顯效果。另外，超聲波在中藥提取中的作用與提取次數(shù)和人為的控制時(shí)間相關(guān)。

二、超聲波振動(dòng)系統(tǒng)組成

  超聲波中藥提取處理系統(tǒng)主要由超聲波驅(qū)動(dòng)電源和超聲波發(fā)射頭兩部分組成，通過專用電纜連接。如圖1所示。

圖1 聲化學(xué)系統(tǒng)（設(shè)備）構(gòu)成

三、技術(shù)指標(biāo)

四、性能優(yōu)點(diǎn)

                                ①  應(yīng)用超聲波提取技術(shù)，提取率高、時(shí)間短、均一性好；?

                                ②  實(shí)現(xiàn)低、常、高溫可監(jiān)、可調(diào)、可控；?

                                ③  全密封防爆、可使用水、乙醇、石油醚等各種提取溶媒；?

                                ④  *的電氣控制系統(tǒng)可保證超聲波系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作；?

                                ⑤  可采用電加熱或蒸汽加熱方式；?

                                ⑥  可配攪拌器或循環(huán)泵，使物料和溶劑更充分的置換；?

                                ⑦  此設(shè)備可在原有罐釜基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝；?

                                ⑧  操作方便、工序簡(jiǎn)單；?

                                ⑨  超聲提取，提取時(shí)間顯著縮短，提取得率大幅提高；?

                                ⑩  提取溫度任意設(shè)定，實(shí)現(xiàn)低、常、高溫可監(jiān)、可調(diào)、可控；?

                                ?  適用各種有機(jī)溶劑，可進(jìn)行各種中藥和天然產(chǎn)物的提取；?

                                ?  *的電氣控制和保護(hù)技術(shù)，保障了設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行的性能；?